Question

5．在“探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率”時(shí)，某小組利用自重不同的兩個(gè)動(dòng)滑輪進(jìn)行了如圖所示的三次測(cè)量，數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3
鉤碼重（N）	4	4	6
動(dòng)滑輪重（N）	0.5	0.9	0.5
拉力（N）	2.3	2.5	3.3
鉤碼上升高度（m）	0.2	0.2	0.2
測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離（m）	0.4	0.4	0.4
有用功（J）	0.8	0.8	1.2
總功（J）	0.92	1.0	1.32
機(jī)械效率（%）	87.0	76.9

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要豎直勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）計(jì)算表格中第3次數(shù)據(jù)的機(jī)械效率為90.9%（計(jì)算結(jié)果與其他結(jié)果保留的小數(shù)位一致）；
（3）通過(guò)比較1、2（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知?jiǎng)踊�輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（4）小明認(rèn)為“同一個(gè)機(jī)械，它的機(jī)械效率是一個(gè)定值”，通過(guò)比較1、3（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的（填“正確”或“錯(cuò)誤”），其原因：在忽略繩重和摩擦的條件下，用同一個(gè)機(jī)械做功時(shí)額外功不變，有用功增大時(shí)，額外功占總功的比值會(huì)變大，所以機(jī)械效率會(huì)變大．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要豎直勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）根據(jù)效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求機(jī)械效率；
（3）研究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重的關(guān)系時(shí)，要控制提升物體的重相同，只改變動(dòng)滑的重力大小，據(jù)此分析；
（4）通過(guò)比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，在忽略繩重和摩擦的條件下，額外功的來(lái)源是克服動(dòng)滑自重做功，由機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}=\frac{{G}_{物}h}{{G}_{動(dòng)}h{+G}_{物}h}=\frac{{G}_{物}}{{G}_{動(dòng)}{+G}_{物}}$×100%分析討論．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，要豎直勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)等于拉力大小；（2）計(jì)算表格中第3次數(shù)據(jù)的機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=≈90.9%；
（3）研究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重的關(guān)系時(shí)；要控制提升物體的重相同，只改變動(dòng)滑的重力大小，故通過(guò)過(guò)比較1、2（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知?jiǎng)踊�輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)；
（4）通過(guò)比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用相同的滑組，提升物體越重，機(jī)械效率越大；
故小明認(rèn)為“同一個(gè)機(jī)械，它的機(jī)械效率是一個(gè)定值”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，有用功：
W_有用=G_物h，
其原因：在忽略繩重和摩擦的條件下，額外功的來(lái)源是克服動(dòng)滑自重做功，W_有用=G_物h，W_額外=G_動(dòng)h，
W_總=G_動(dòng)h+G_物h，機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}=\frac{{G}_{物}h}{{G}_{動(dòng)}h{+G}_{物}h}=\frac{{G}_{物}}{{G}_{動(dòng)}{+G}_{物}}$=$\frac{1}{\frac{{G}_{動(dòng)}}{{G}_{物}}+1}$×100%，由此可知，在G_動(dòng)不變的情況下，當(dāng)G_物增大時(shí)，機(jī)械效率增大，額外功不變，有用功增大時(shí)，額外功占總功的比值會(huì)變大，所以機(jī)械效率會(huì)變大．
故答案為：（1）豎直勻速；（2）90.9%；（3）1、2；有關(guān)；（4）1、3；錯(cuò)誤；額外功不變，有用功增大時(shí)，額外功占總功的比值會(huì)變大，所以機(jī)械效率會(huì)變大．

點(diǎn)評(píng) 本題探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，考查注意事項(xiàng)、機(jī)械效率的計(jì)算、控制變量法的運(yùn)用及數(shù)據(jù)分析能和影響機(jī)械效率大小的因素．